[發(fā)明專利]一種利用還原法制備磷化鐵與磷酸亞鐵鋰混合相正極材料的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810071493.2
• 申請日: 2008-07-31
• 公開（公告）號: CN101332980A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 童慶松
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C01B25/08
• 分類號: C01B25/08;C01B25/45;H01M4/58
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

1.一種利用還原法制備磷化鐵與磷酸亞鐵鋰混合相正極材料的方法，其特征在于制備過程由以下步驟組成：

(1)按照Li⁺∶Fe²⁺∶PO₄^3-∶次亞磷酸或者次亞磷酸鹽的摩爾比為x∶y∶(1-z)∶k的比例，分別稱取反應物鋰鹽、亞鐵鹽、磷酸鹽、次亞磷酸或者次亞磷酸鹽；

所述的反應物中包含次亞磷酸時，反應物摩爾比的x、y、z、k的數(shù)值的范圍為：0.80≤x≤1.20，0.80≤y≤1.10，0.001≤z≤0.40，z≤k≤3z；

所述的反應物中包含的次亞磷酸鹽的化學式為AH₂PO₂，A離子為Li⁺、Na⁺、K⁺、Ag⁺或NH₄⁺離子之一，且當A離子取代生成物磷酸亞鐵鋰的鋰位時，反應物摩爾比的x、y、z、k的數(shù)值范圍分別為：0.45≤x≤1.20，0.95≤y≤1.10，0.001≤z≤0.40，z≤k≤3z，且0.90≤(x+k)≤1.40；

所述的反應物中包含的次亞磷酸鹽的化學式為AH₂PO₂，A離子為Li⁺、Na⁺、K⁺、Ag⁺或NH₄⁺離子之一，且當A離子取代生成物磷酸亞鐵鋰的鐵位時，反應物摩爾比的x、y、z、k的數(shù)值范圍分別為：0.80≤x≤1.30，0.65≤y≤1.10，0.001≤z≤0.40，z≤k≤3z，且0.80≤(y+k)≤1.30；

(2)先將反應物鋰鹽、亞鐵鹽與中強還原劑均勻混合，再與強還原劑均勻混合，形成初始反應混合物；

所述的中強還原劑為維生素C、檸檬酸、檸檬酸鈉、二甲胺硼烷、二乙基胺硼烷、二氧化硫脲、甲醛或甲酸，其用量為依據(jù)反應物質量計算的磷酸亞鐵鋰質量的1～12％；所述的強還原劑包括水合肼、聯(lián)氨、羥胺、鹽酸羥銨、硼氫化鈉、硼氫化鉀、氫化鋁鋰或三氯化鈦，其用量為依據(jù)反應物質量計算的磷酸亞鐵鋰質量的1～12％；

(3)在初始反應混合物中加入待球磨固體總體積1/10至10倍的濕磨介質，加入磷酸鹽、次亞磷酸或次亞磷酸鹽，同時加入依據(jù)反應物質量計算的生成物磷酸亞鐵鋰質量的1％～20％的含碳化合物或碳粉，球磨3小時～15小時，在55℃～105℃溫度下真空干燥；干燥的粉體采用兩段燒結法制備磷化鐵與磷酸亞鐵鋰混合相正極材料，兩段燒結法是將干燥的粉體置于惰性氣氛或弱還原氣氛中，在200℃～500℃溫度區(qū)間的任一溫度下，保持溫度預煅燒3小時～15小時，冷卻至室溫制得母體預燒料；母體預燒料加入待球磨的固體體積的1/10至10倍的濕磨介質，球磨3小時～15小時，在55℃～105℃下真空干燥；干燥的粉體置于惰性氣氛或弱還原氣氛中，在500℃～850℃溫度區(qū)間的任一溫度下，保持溫度煅燒3小時～24小時，制備磷化鐵與磷酸亞鐵鋰混合相正極材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的利用還原法制備磷化鐵與磷酸亞鐵鋰混合相正極材料的方法，其特征在于所述的兩段燒結法是程序升溫兩段燒結法，是將干燥的粉體置于惰性氣氛或弱還原氣氛中，按照0.5℃/min～30℃/min的升溫速率將粉體由室溫加熱到200℃～550℃溫度區(qū)間的任一溫度，保溫預煅燒3小時～15小時，冷卻至室溫制得母體預燒料；母體預燒料加入待球磨固體體積的1/10至10倍的濕磨介質，球磨3小時～15小時，在55℃～105℃下真空干燥；干燥的粉體再置于惰性氣氛或弱還原氣氛中，按照0.5℃/min～30℃/min的加熱速率由室溫加熱至550℃～850℃溫度區(qū)間的任一溫度，保溫燒結3小時～24小時，制備磷化鐵與磷酸亞鐵鋰混合相正極材料。